А) ЭДС индукции в движущемся проводнике.

Если проводник движется в магнитном поле, то вместе с ним движутся поступательно положительные ионы, образующие кристаллическую решётку, и свободные электроны. На эти заряженные частицы действует сила Лоренца. Под действием силы Лоренца разноимённые заряды должны перемещаться к разным концам проводника. Реально перемещаются только свободные электроны, которые скапливаются на одном из концов проводника, и этот конец заряжается отрицательно. Другой конец проводника оказывается заряженным положительно, так как в результате ухода электронов здесь остаются электрически нескомпенсированные положительные ионы. Между концами проводника возникает разность потенциалов, благодаря которой при замыкании концов проводника по проводнику протекает ток. Сила Лоренца является сторонней силой, разделяющей заряды внутри проводника и создающей ЭДС в контуре.

Величину ЭДС, возникающую в движущемся проводнике, можно рассчитать, исходя из следующих рассуждений. Разделённые заряды создают внутри проводника электрическое поле напряжённостью Е. Тогда на электрон с зарядом q со стороны этого поля будет действовать сила Кулона F_k = qE.На рисунке она направлена вверх (направление силы Кулона для отрицательного электрона противоположно направлению напряжённости). Сила Лоренца, действующая на движущийся электрон, F_л = qvB sin. На рисунке сила Лоренца направлена вниз (направление силы Лоренца определяется по правилу левой руки для положительной частицы, а для отрицательного электрона берётся обратное направление).

Для простоты рассуждений полагаем, что вектор магнитной индукции и вектор скорости проводника взаимно перпендикулярны, т.е. sin =1 и qE = qvB E = vB.

Учтём, что напряжённость электрического поля между концами проводника , где - разность потенциалов между концами проводника, а – длина проводника. Тогда B v. Эта разность потенциалов при замыкании концов проводника равна ЭДС в замкнутом контуре.

Но . Тогда , где – расстояние, пройденное проводником, – площадь, перекрываемая проводником при движении, а Ф – магнитный поток через площадку а если говорить о контуре, то это изменение магнитного потока, пронизывающего контур.

Таким образом, возникшую в проводнике ЭДС можно назвать ЭДС электромагнитной индукции, а причиной возникновения ЭДС электромагнитной индукции в движущемся проводнике является сила Лоренца.

Описанный механизм возникновения ЭДС индукции относится к случаям, когда изменение потока происходит либо в результате изменения площади контура, либо в результате изменения угла между нормалью к плоскости контура и вектором магнитной индукции.

Если угол между направлением магнитного поля и направлением скорости проводника , то ЭДС электромагнитной индукции